一种机械手智能控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种机械手智能控制系统，包括主控设备和机械手驱动系统，所述主控设备包括MCU模块、蓝牙模块、wifi模块、语音识别模块以及无线串口模块，所述蓝牙模块、wifi模块、语音识别模块、无线串口模块通过UART通讯分别与MCU模块双向通信连接，所述主控设备和机械手驱动系统之间通过IIC集成电路总线连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术将机械手与网络、蓝牙手环、手势操作、语音识别、图像识别等技术相结合，在降低成本的基础上使功能多样化。既可以帮助使用者家庭节省大量看护资金，也可以节省大量的看护时间，并且在被看护者身体情况恶化时也能第一时间收到通知以便及时进行救治。

【技术实现步骤摘要】


本技术涉及一种机械控制系统，尤其涉及一种机械手智能控制系统。

技术介绍

自1911年，机器人已经问世一百多年了。但是，95％的机器人仍然用于工业领域，不仅体积较为庞大，而且成本高昂，大多数工业机械臂都无法移动，只能在其固定活动范围内进行工作，并且在使用之前往往需要专业人员的设置，大多数都是执行重复性的操作，学习成本相对较高，无法进入家庭领域为普通生活服务。而普通家庭机器人而功能多为专用机器人(比如清洁机器人等)或是娱乐型的机器人，并且价格高昂，实用价值并不高。目前社会，当一个家庭的家庭成员中有卧床病人、老人、残疾人等需要有人长期照顾而其他家庭成员因为工作学习等原因无法胜任时，这些家庭往往会花费高昂代价聘请护工或者保姆。并且，时常会有家中老人、病人突发意外而无人照看导致的悲剧发生。

技术实现思路

本技术的目的就在于提供一种解决了上述问题的机械手智能控制系统。
为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种机械手智能控制系统，包括主控设备和机械手驱动系统，所述主控设备包括MCU模块、蓝牙模块、wifi模块、语音识别模块以及无线串口模块，所述蓝牙模块、wifi模块、语音识别模块、无线串口模块通过UART通讯分别与MCU模块双向通信连接，所述主控设备和机械手驱动系统之间通过IIC集成电路总线连接。
作为优选，所述MCU模块采用TM4C123GH6PM芯片。
作为优选，所述蓝牙模块采用BLE芯片，并设为主机模式用来扫描蓝牙从机。
作为优选，所述wifi模块采用基于ESP8266芯片的串口wifi模块。
作为优选，所述语音模块为基于STC89C51和LD3320芯片的语音模块，可识别预先置入的语音信息，并将匹配的指令通过UART通讯回传至MCU。
作为优选，所述机械手驱动系统包括电机驱动模块、底座移动模块、机械手控制模块，所述MCU模块输出的控制信号通过电机驱动模块传输至底座移动模块和机械手控制模块，所述电机驱动模块的芯片为PCA9685。
作为优选，还包括蓝牙手环，所述蓝牙手环采用BLE芯片，并设为从机模式与主控设备的蓝牙模块进行通信，所述蓝牙手环上设有心率传感器、温度传感器和警报模块，所述心率传感器、温度传感器、警报模块与BLE芯片连通。
作为优选，还包括手势识别装置，所述手势识别装置的数据信号通过UART通讯驱动无线串口模块传至MCU模块。
作为优选，还包括手机APP、服务器和路由器，所述手机APP将控制信号通过TCP协议传输至服务器中，路由器获取到服务器中的数据后通过TCP协议发送给主控设备的wifi模块，wifi模块通过UART通讯将数据转发至MCU模块。
作为优选，还包括摄像头，所述摄像头通过P2P通信将视频数据流通过路由器和服务器上传至手机APP。
与现有技术相比，本技术的优点在于：将机械手与网络、蓝牙手环、手势操作、语音识别、图像识别等技术相结合，在降低成本的基础上使功能多样化。既可以帮助使用者家庭节省大量看护资金，也可以节省大量的看护时间，并且在被看护者身体情况恶化时也能第一时间收到通知以便及时进行救治。
附图说明
图1为本技术原理框图。
具体实施方式
下面将对本技术作进一步说明。
实施例：参见图1，一种机械手智能控制系统，包括主控设备和机械手驱动系统，所述主控设备包括MCU模块、蓝牙模块、wifi模块、语音识别模块以及无线串口模块，所述蓝牙模块、wifi模块、语音识别模块、无线串口模块通过UART通讯分别与MCU模块双向通信连接，所述主控设备和机械手驱动系统之间通过IIC集成电路总线连接。UART通讯为通讯异步接收/发送装置。所述MCU模块采用TM4C123GH6PM芯片。所述蓝牙模块采用BLE芯片CC2540，并设为主机模式用来扫描蓝牙手环从机。所述wifi模块采用基于ESP8266芯片的串口wifi模块，基于TCP协议与路由器进行数据交换。所述语音模块为基于STC89C51和LD3320芯片的语音模块，可识别预先置入的语音信息，并将匹配的指令通过UART通讯回传至MCU。
所述机械手驱动系统包括电机驱动模块、底座移动模块、机械手控制模块，所述MCU模块输出的控制信号通过电机驱动模块传输至底座移动模块和机械手控制模块，所述电机驱动模块的芯片为PCA9685，接收到MCU传输的控制信号时，产生相应的PWM来控制机械手控制模块以及底座移动模块连接的电机运转。
还包括蓝牙手环，所述蓝牙手环采用BLE芯片CC2540，并设为从机模式与主控设备的蓝牙模块进行通信，所述蓝牙手环上设有心率传感器、温度传感器和警报模块，所述心率传感器、温度传感器、警报模块与BLE芯片连通。采用APS9002作为心率传感器的芯片，DS18B20作为温度传感器。心率传感器采集的原始数据通过放大器放大后经由CC2540进行处理获取到心率值并发送至主控设备。温度传感器获取的数据经过处理后也由CC2540发送至主控设备。蓝牙手环中还设置有一个自定义按键，默认为警报功能。
还包括手势识别装置，所述采用基于kinect的手势识别系统，并将信号通过UART传输至arduino处理，arduino将处理后的数据通过Uart驱动无线串口模块传输回主控进行处理。
还包括手机APP、服务器和路由器，所述手机APP将控制信号通过TCP协议传输至服务器中，路由器获取到服务器中的数据后通过TCP协议发送给主控设备的wifi模块，wifi模块通过UART通讯将数据转发至MCU模块。还包括摄像头，所述摄像头通过P2P通信将视频数据流通过路由器和服务器上传至手机APP。
具体工作流程如下：
1.看护者使用APP进行远程的控制时，手机APP将控制信号通过TCP协议传输至服务器中，路由器获取到服务器中的数据后通过TCP协议发送给wifi模块，wifi模块通过Uart将数据转发至MCU，MCU收到后将数据转化为对应的指令通过IIC通信发送给电机驱动模块驱动机械手运行。同时，为了方便看护者的操作，摄像头通过P2P通信将视频数据流通过路由器和服务器上传至APP以供看护者查看被看护者周围的环境。
2.蓝牙手环采集到心率、体温数据后经串口发送至手环的BLE芯片，手环的BLE芯片通过Uart将数据传回主控设备，主控设备再将数据通过Uart发送至wifi模块经路由器和服务器转发至手机APP，方便看护者知道被看护者的身体情况，而且，当被看护者的心率、体温数据失常时，APP会发出声音警报通知被看护者。被看护者若感觉身体不适也可以按下蓝牙手环的自定义按键向看护者主动警报求救。
3.被看护者也可以脱离看护者的远程操作，自行操作机械手，通过发出语音指令，语音模块识别后将匹配的信息通过Uart传输至MCU，MCU根据指令生成相应的控制信号通过IIC驱动电机驱动模块来控制机械手。被看护者也可以通过手势识别选择kinect识别的物体，选中需要的物品后将信号通过无线串口发送至主控设备的无线串口模块，串口模块将数据通过Uart转发至MCU进行处理，然后驱动机械手完成对物体的移动。
以上对本技术所提供的一种机械手智能控制系统进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械手智能控制系统，包括主控设备和机械手驱动系统，其特征在于：所述主控设备包括MCU模块、蓝牙模块、wifi模块、语音识别模块以及无线串口模块，所述蓝牙模块、wifi模块、语音识别模块、无线串口模块通过UART通讯分别与MCU模块双向通信连接，所述主控设备和机械手驱动系统之间通过IIC集成电路总线连接。

【技术特征摘要】
1.一种机械手智能控制系统，包括主控设备和机械手驱动系统，其特征在于：所述主控设备包括MCU模块、蓝牙模块、wifi模块、语音识别模块以及无线串口模块，所述蓝牙模块、wifi模块、语音识别模块、无线串口模块通过UART通讯分别与MCU模块双向通信连接，所述主控设备和机械手驱动系统之间通过IIC集成电路总线连接。
2.根据权利要求1所述的一种机械手智能控制系统，其特征在于：所述MCU模块采用TM4C123GH6PM芯片。
3.根据权利要求1所述的一种机械手智能控制系统，其特征在于：所述主控设备的蓝牙模块采用BLE芯片，并设为主机模式用来扫描蓝牙从机。
4.根据权利要求1所述的一种机械手智能控制系统，其特征在于：所述wifi模块采用基于ESP8266芯片的串口wifi模块。
5.根据权利要求1所述的一种机械手智能控制系统，其特征在于：所述语音识别模块为基于STC89C51和LD3320芯片的语音模块，可识别预先置入的语音信息，并将匹配的指令通过UART通讯回传至MCU。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种机械手智能控制系统，其特征在于：所述机械手驱动系统包括电机驱动模块、底座移动模块、机械手控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：许宣伟，罗凯，郑涛，肖颖，王定奥，林琰昆，
申请(专利权)人：许宣伟，罗凯，郑涛，肖颖，王定奥，林琰昆，
类型：新型
国别省市：四川;51